Betriebssysteme kompakt (eBook)

Dr. Christian Baun ist Professor für Informatik an der Frankfurt University of Applied Sciences (1971-2014: Fachhochschule Frankfurt am Main). Seine Forschungsschwerpunkte sind Computernetze, Verteilte Systeme (insbesondere Cloud Computing) und Betriebssysteme.

Vorwort zur 1. Auflage 6
Inhaltsverzeichnis 7
1 Einleitung 12
2 Grundlagen der Informationstechnik 14
2.1 Bit 14
2.2 Repräsentation von Zahlen 15
2.3 Datei- und Speichergrößen 19
2.4 Informationsdarstellung 20
3 Grundlagen der Betriebssysteme 25
3.1 Einordnung der Betriebssysteme in die Informatik 25
3.2 Positionierung und Kernfunktionalitäten von Betriebssystemen 26
3.3 Entwicklung der Betriebssysteme 29
3.4 Betriebsarten 33
3.5 8/16/32/64 Bit-Betriebssysteme 37
3.6 Echtzeitbetriebssysteme 37
3.7 Verteilte Betriebssysteme 40
3.8 Architektur des Betriebssystemkerns 42
3.9 Schichtenmodell 46
4 Grundlagen der Rechnerarchitektur 48
4.1 Von-Neumann-Architektur 48
4.2 Ein-/Ausgabegeräte 54
4.3 Digitale Datenspeicher 57
4.4 Speicherhierarchie 58
4.5 RAID 73
5 Speicherverwaltung 84
5.1 Konzepte zur Speicherverwaltung 84
5.2 Speicheradressierung in der Praxis 93
5.3 Seitenersetzungsstrategien 112
6 Dateisysteme 118
6.1 Technische Grundlagen der Dateisysteme 119
6.2 Blockadressierung bei Linux-Dateisystemen 119
6.3 Dateisysteme mit Dateizuordnungstabellen 126
6.4 Journaling-Dateisysteme 134
6.5 Extent-basierte Adressierung 136
6.6 Copy-on-Write 140
6.7 Datenzugriffe mit einem Cache beschleunigen 141
6.8 Defragmentierung 142
7 Systemaufrufe 144
7.1 Benutzermodus und Kernelmodus 144
7.2 Systemaufrufe und Bibliotheken 145
7.3 Ablauf eines Systemaufrufs 149
8 Prozessverwaltung 151
8.1 Prozesskontext 151
8.2 Prozesszustände 152
8.3 Struktur eines Prozesses im Speicher 159
8.4 Prozesse erzeugen mit fork 161
8.5 Prozesse ersetzen mit exec 167
8.6 Prozesswechsel und Scheduling von Prozessen 171
9 Interprozesskommunikation 183
9.1 Kritische Abschnitte und Wettlaufsituationen 183
9.2 Synchronisation von Prozessen 186
9.3 Kommunikation von Prozessen 195
9.4 Kooperation von Prozessen 230
10 Virtualisierung 238
10.1 Partitionierung 239
10.2 Hardware-Emulation 240
10.3 Anwendungsvirtualisierung 241
10.4 Vollständige Virtualisierung 242
10.5 Paravirtualisierung 244
10.6 Hardware-Virtualisierung 246
10.7 Betriebssystem-Virtualisierung 246
Glossar 249
Literatur 258
Sachverzeichnis 262